基于磁场分割法的EE型电感器磁路参数计算

开关电源电感器设计中,磁路参数的计算具有重要意义。首先,针对EE型磁芯中柱开气隙的电感器,结合有限元仿真,通过理论分析,利用磁场分割的方法将总磁通量分为7个等效磁通,提出无效匝数的概念,在充分考虑扩散磁通、旁路磁通及磁芯磁通分布不均匀影响的基础上,求得主气隙磁导等效面积的解析表达式,根据等效磁路模型,从而求得电感系数AL的解析表达式。提出磁密分布不均匀系数的概念,根据单位电流最大磁通密度,求得饱和电流IA的解析表达式。然后,采用编制Excel表的方式对磁路参数进行精确计算。最后,通过实验测量,验证了所建公式的准确性,可为设计人员提供有益参考。

考虑不对称饱和的电机径向电磁力解析建模

由于内置式永磁同步电机磁饱和特性的存在,使得解析分析电机运行过程中定子所受的径向电磁力缺乏系统有效的方法,不利于在前期设计开发阶段进行电机电磁振动和噪声的抑制。针对内置式永磁同步电机转子不对称磁饱和的问题提出了一种电磁力的解析计算模型。通过将绕组函数法与等效磁路法相结合,推导了考虑电磁饱和情况下的电机磁动势。利用卡特系数计算了电机的等效气隙磁导。通过磁势乘磁导法建立气隙磁场模型,并结合Maxwell应力方程最终建立了电机径向电磁力的解析模型。最终通过有限元法验证了该模型的准确性。该模型能够反应电磁力与电机各结构参数的关系,有利于在设计阶段快速改进电机结构来抑制电机电磁振动和噪声。

基于超螺旋滑模观测器的同步磁阻电机无位置传感器控制

针对同步磁阻电机(SynRM)铁心饱和以及交叉耦合效应引起的电感参数变化问题,传统基于滑模观测器(SMO)的无传感器控制方法所采用的定电感参数难以实现高性能控制,提出一种基于超螺旋滑模观测器(STASMO)的自适应电感无传感器控制策略,并给出所提控制方案的稳定性条件。通过有限元仿真获得静态下的电机磁链饱和数据,利用该数据对电机磁链饱和模型进行拟合,并将所得饱和模型应用于观测器中以实时自适应解决电感参数变化问题。最后,通过仿真验证了所提出的无位置传感器控制方法的有效性和优良的控制性能。

基于保角变换与等效磁路法的永磁直驱发电机气隙磁场计算

该文开展了负载工况下永磁直驱发电机气隙磁场研究。基于精确域求解和保角变换,计算考虑齿槽效应的气隙磁场标量磁势;采用离散线电流元,定量模拟发电机定转子局部出现的磁饱和现象;基于考虑几何尺寸的定转子非线性磁阻计算方法,建立包含发电机定转子结构以及气隙长度的等效磁路,给出相应的迭代求解流程。以实际在役兆瓦级永磁直驱风力发电机为对象,计算考虑齿槽效应的气隙磁场分布,分析了空载和负载工况下磁饱和效应对气隙磁场分布曲线波形和谐波成分的影响,并与有限元计算结果对比,验证了所提出的分析模型和求解方法的有效性。

考虑漏磁效应的新型磁控可调电抗器的磁路建模和特性

为了扩大磁控可调电抗器(Saturable-Core Controllable Reactor,SCCR)的电抗调节范围并保持良好的线性控制特性,设计和研究一种基于磁放大原理的新型磁控可调电抗器结构,该电抗器铁心磁路中设置有气隙。论文分析了该可调电抗器的磁化机理和控制特性,利用三维有限元方法(FEM)计算了新型磁控可调电抗器的磁场分布,建立了考虑漏磁效应的磁控可调电抗器的等效磁路模型。研究结果表明,新型磁控可调电抗器的电抗控制特性线性调节范围宽,对直流偏磁电源容量要求小。通过将仿真计算与样机测试结果比较,验证了所建立等效磁路模型的正确性和有效性,对新型磁控可调电抗器的设计和应用具有参考价值。

考虑磁路饱和的内置式永磁同步电机电感参数旋转辨识算法

实现对永磁同步电机调速系统高性能控制的基础是准确的数学模型和电机参数,其中电感参数对电机的稳态和动态运行性能影响较大,而对于内置式永磁同步电机而言电感除了受凸极结构影响之外,还受磁路饱和等因素的影响。考虑到定子电流引起的磁路饱和效应与交叉耦合效应对电感的影响,基于矢量控制技术分别提出了d轴和q轴电感旋转辨识新算法,即d轴复合电流激励法和转矩调整法。为了提高电感辨识准确度,还采用基于电压误差曲线的补偿算法对逆变器非线性因素引起的输出电压误差进行了补偿。最后在电机控制实验平台上通过实验验证了提出的电感辨识算法的可行性和有效性。

一种基于油气驱替理论的饱和度预测方法

文章从油气藏形成机理出发 ,分析了油气藏中孔隙结构和聚集驱动力对原始饱和度形成所起的作用。油气在驱动力的作用下 ,首先在构造顶部较大的孔隙喉道相连接的大孔隙中聚集 ,随着油气柱高度的增加 (即驱动力的增加 ) ,油气才能进一步进入较小的孔隙喉道中 ,油藏中距自由水界面越高 ,油气饱和度则越大。据此 ,建立了油气藏高度和孔隙物性参数与气藏饱和度的关系 ,进而可对油气藏饱和度进行预测。经实际应用并用毛管压力资料和核磁实验资料获得的饱和度进行对比 ,饱和度的平均误差在 1%以内。该方法还可用于缺少电阻率测井资料或电阻率曲线受井眼和泥浆侵入严重影响而无法使用等情况的饱和度预测中。

应用分布磁路法的隐极同步发电机空载气隙磁场解析计算

将分布磁路法应用于隐极同步发电机空载气隙磁场解析计算中,采用分布磁路法充分考虑磁路饱和的影响,在此基础上,通过计算定、转子开槽时气隙相对比磁导函数,进一步分析了定、转子齿槽效应对气隙磁场的影响。对比有限元仿真结果,可以发现利用分布磁路法并考虑齿槽效应的解析计算结果精确度较高,对比不同半径处的气隙磁密计算结果,气隙中心位置处的磁密波形与有限元仿真结果吻合度极高,从而验证了计及定、转子齿槽效应的分布磁路法计算隐极同步发电机空载气隙磁场的有效性和准确性,为该类电机精确设计和性能分析提供了理论基础。

基于改进广义磁路法的表贴式永磁电机空载气隙磁场解析计算

该文通过在计算中引入复数气隙比磁导,对传统广义磁路法中的气隙磁阻进行了修正,并将改进的广义磁路法应用于表贴式永磁电机的空载气隙磁场解析计算,能够同时考虑到磁路饱和、铁磁材料非线性以及定子开槽的影响。该文提出的解析计算方法与有限元仿真结果吻合,实验测试进一步验证了改进的广义磁路法的有效性和准确性。

异极型径向磁轴承的非线性解析模型

针对异极型径向磁轴承(HeRMB)气隙磁密分布和电磁力的计算,建立等效磁路法和气隙磁导函数相结合的非线性解析模型.通过计算磁轴承磁路各部分的集中磁导,建立计及饱和效应的等效磁路.采用考虑齿槽效应和转子偏心的气隙磁导函数计算气隙磁密分布,得到作用在转子上的电磁力,利用有限元验证了该解析模型的计算精度.利用建立的解析模型,研究偏置电流的影响和耦合效应.结果表明,偏置电流的变化对电磁力特性有很明显的影响;当转子无偏心时,X、Y2个方向相互解耦,当转子有偏心时,2个方向之间会有耦合.

永磁同步电机转子初始位置检测技术研究进展

永磁同步电机凭借效率高、转动惯量小等优势在电机控制领域得到越来越广泛的应用。高性能驱动控制领域要求有可靠和快捷的电机启动过程,因此转子的速度位置信息必不可少。永磁同步电机转子初始位置估算的精确性将直接决定电机能否起动以及电机控制性能的好坏。位置传感器体积大,成本高,对环境敏感,限制了永磁同步电机的应用范围,因此无位置传感器技术逐渐成为研究热点。文中将针对无位置传感器永磁同步电机的转子初始位置检测方法进行论述,分别介绍基于电机自身的磁路结构凸极效应和基于定子铁心的非线性饱和特性的转子位置检测方法以及具体实施方案,并对永磁同步电机的初始位置检测方法进行了总结和展望。

基于虚拟直流信号注入的内置式永磁同步电动机MTPA控制方法

为了进一步提高内置式永磁同步电动机(IPMSM)的MTPA控制效果,针对现有基于虚拟正弦信号注入的MTPA控制方法存在的不足,综合考虑IPMSM磁路饱和及交叉耦合效应的影响,提出了改进的基于虚拟直流信号注入的MTPA控制方法,避免使用滤波器,能够获得快速的MTPA轨迹跟踪性能。重点分析了q轴静态电感受IPMSM磁路饱和及交叉耦合效应影响导致的误差,在无需已知IPMSM本体参数的情况下,可以对其进行补偿,进一步提高了MTPA控制精度,通过仿真分析验证了该方法的可行性和有效性。